Les modèles de nappe appliqués aux transferts des nitrates Adaptation aux études AAC ou BAC et simplifications nécessaires, retours d'expérience

La modélisation des transferts de nitrates en nappe connaît ces dernières années un regain d'activité en raison des nouvelles études AAC (aire d'alimentation de captages) ou BAC (bassin d'alimentation de captages) menées dans le cadre de la directive cadre européenne (DCE) sur le retour au bon état des masses d'eau pour la mise en place de plans d'action sur les aires d'alimentation des captages d'alimentation en eau potable. Ces études permettent en particulier d'acquérir des données sur l'évolution des pratiques agricoles de fertilisation azotée du bassin. La modélisation de nappe, couplée avec la modélisation des transferts de pollution s'avère alors un élément important dans le cadre de la mise en place du plan d'action sur le bassin, et des simulations de scénari d'améliorations de ces baisses d'intrants azotés. La modélisation utilisée est en pratique un couplage entre un modèle agronomique, un modèle de transferts en zone non saturée, et un modèle de nappe, avec dans certains cas un couplage nappe - rivière nécessitant un modèle d'hydraulique superficielle. Compte tenu des budgets souvent limités, un certain nombre de simplifications sont nécessaires pour aboutir à un résultat opérationnel rapide mais robuste, intégrant en particulier une connaissance toujours imparfaite de certains facteurs. Dans un premier temps, le signal d'entrée de l'azote en nappe, calculé à partir de logiciels racinaires spécifiques tels que STICS ou Agriflux, est transformé en un signal annuel ou mensuel, pour adaptation aux échelles de modélisation recherchées, qui peuvent être de plus de 100 ans. La prise en compte du temps de transfert en zone non saturée nécessite également une adaptation de la méthodologie de calcul de la vulnérabilité intrinsèque BRGM, avec un passage à une carte de vulnérabilité en temps de transfert exprimés en années. On notera que ce type de carte est plus directement lisible pour les usagers de la nappe, et exprime aussi bien la vulnérabilité recherchée. Elle évite aussi l'utilisation de pondérations, toujours sujettes à caution pour les utilisateurs de la nappe, les agriculteurs en particulier. Enfin, le calage du modèle hydrodynamique en régime transitoire est fait au pas de temps mensuel, indispensable pour une bonne approche de l'alimentation de nappe et de ses variations saisonnières, mais peut être suivi par un passage à un modèle dispersif au pas de temps annuel. Le pas de temps annuel, une fois le modèle calé en mensuel, permet de simuler les évolutions de teneurs en nitrates depuis 50 ans et pour les 50 ans à venir, dans un contexte de nappes à temps de transfert en zone non saturée importants (supérieur à 50 ans dans certains cas).